專利名稱：一種空調機及其室外機的制作方法
技術領域：
本發明涉及空調器，特別是涉及一種帶有氣液分離器的空調機及其室外機。
背景技術：
通過控制制冷劑的狀態循環，制冷系統既可以實現制冷功用也可以實現制熱功用。首先介紹一下制冷系統的一般循環過程。如圖1的壓-焓圖(lgP-h圖)所示， 它代表了制冷劑在制冷系統中的循環過程，圖中的曲線為制冷劑的臨界狀態壓-焓變化曲線。狀態點201 —狀態點202 壓縮機把從蒸發器出來的低溫低壓氣態制冷劑(狀態 點201)壓縮成高溫高壓氣態制冷劑(狀態點202)；狀態點202 —狀態點203 冷凝器把從壓縮機出來的高溫高壓氣態制冷劑(狀態 點202)冷凝成低溫高壓液態制冷劑(狀態點203)；在制熱模式下，該過程由室內機實現， 經冷凝放熱，升高室內溫度；狀態點203 —狀態點204 節流元件把從冷凝器出來的低溫高壓液態制冷劑(狀 態點203)節流成低溫低壓氣液兩相制冷劑(狀態點204)；狀態點204 —狀態點201 從節流元件出來的低溫低壓氣液兩相制冷劑(狀態點 204)通過蒸發器的蒸發吸熱變成低壓低溫氣態制冷劑(狀態點201)。至此，一個制冷系統的循環過程建立起來了，該循環過程可以實現制冷(狀態點 204 —狀態點201)或制熱(狀態點202 —狀態點203 )。在狀態點204 —狀態點201這一過程中，因為氣液兩相的制冷劑在管內流動，產生 了壓力損失。并且，蒸發器外面的空氣迎面風速越大，從制冷劑側帶走的熱量就越多，從而 氣液兩相的制冷劑換熱量也就越大，氣態的制冷劑越多，此壓力損失越大，壓縮機就需要消 耗更多的功率，從而降低了制冷系統的能效比。另外，氣液兩相的制冷劑換熱量越大，氣態 的制冷劑越多，壓力損失越大，蒸發器的蒸發壓力就越小，相應的蒸發溫度也會變小，最終 導致蒸發溫度變為零度以下，這樣，在制熱的循環過程中，蒸發器上的空氣就更容易結霜， 結霜會阻礙熱傳導從而降低傳熱效率，進而降低了系統的性能。接下來介紹一下房間空氣調節器(空調機)的相關情況。圖2顯示了一種現有的房間空調器室外機的結構示意圖，從圖2中可知由于房間 空氣調節器的室外機電氣部件31，送風系統32，風扇電機支架33及隔風板34的存在，阻礙 了風通過熱交換器表面的均勻性，導致熱交換器表面的迎風面風速不同，引起各流路換熱 性能的不平衡，另外，也可以看出在現有的房間空調器室外機的內部，由于其設計緊湊的內 在要求，沒有多余的空間設置大尺寸的相關部件。圖3更顯示了圖2去除送風系統32后的結構示意圖，從圖中可知由于房間空氣 調節器的室外機電氣部件31，不規則形狀的風扇電機支架33及隔風板34的存在，阻礙了風 通過熱交換器表面的均勻性，導致熱交換器表面的迎風面的風速不同，引起各流路換熱性能的不平衡，另外，也可以看出在現有的房間空調器室外機的內部，由于其設計緊湊的內在要求，沒有多余的空間設置大尺寸的相關部件。此外，現有的房間空氣調節器有兩種系統組成無氣液分離器的房間空氣調節器 和帶氣液分離器的房間空氣調節器，以下進行分別說明1).無氣液分離器的房間空氣調節器，主要由壓縮機，冷凝器，蒸發器，節流元件及 連接管等組成，其缺點是I.經節流元件節流的低溫低壓氣液混合制冷劑，一起進入蒸發器蒸發，導致蒸發 器內部的壓力損失增大。II.由于房間空氣調節器的室外機電氣部件，送風系統，風扇電機支架及隔風板的 存在，阻礙了風通過熱交換器表面的均勻性，導致熱交換器表面的迎風面的風速不同，引起 各流路換熱性能的不平衡，從而導致了蒸發器內部的壓力損失的不同，傳熱性能下降，直至 結霜。最終導致制熱系統的制熱量及能效比下降。2).帶氣液分離器的房間空氣調節器，現有的帶有氣液分離器的房間空氣調節器 如中國專利200510060877. 0 (公告號CN 1851353A)，該專利公開了一種“單冷定頻及變頻 型房間空氣調節器的制冷系統”，該裝置包括壓縮機，冷凝器，蒸發器，節流元件及連接管 等組成，在節流元件與蒸發器之間設有氣液分離器，通過氣液分離器將經節流元件節流產 生的氣態制冷劑分離出去，使進入蒸發器的制冷劑全部為液態制冷劑，從而提高了蒸發器 的平均傳熱性能，降低了平均蒸發溫度，使其在各種工況條件下的制熱量和能效比得到較 大的提高。其缺點是I.為了有效的分離全部的氣液混合制冷劑，需要很大體積的氣液分離器，在空間 緊湊的房間空調器中，需要大幅增大房間空調器的尺寸，必然導致成本增加，喪失市場競爭 力。II.即使通過增大房間空氣調節器的尺寸，裝入氣液分離器，因為房間空氣調節器 的室外機電氣部件，送風系統，風扇電機支架及隔風板的存在，阻礙了風通過熱交換器表面 的均勻性，導致熱交換器表面的迎面風速不同，引起各流路換熱性能的不平衡，從而導致了 蒸發器內部的壓力損失的不同，傳熱性能下降，直至結霜，最終還是會導致制熱系統的制熱 量及能效比下降，從而部分抵消了氣液分離器帶來的正面效果的。
發明內容
本發明實施例的目的是提供一種空調機及其室外機，能提高制冷量及能效比，解 決因室外熱交換器熱平衡不佳所導致的結霜現象。為了實現上述目的，一方面，提供了一種空調機的室外機，包括壓縮機、熱交換器 和節流元件，所述節流元件連通制冷劑分配元件，所述制冷劑分配元件通過至少兩條流路 連接所述熱交換器，在所述至少兩條流路中的至少一條流路上設置有氣液分離元件。優選地，上述的室外機中，所述氣液分離元件設置在壓力損失最大的流路上。優選地，上述的室外機中，所述氣液分離元件的氣態制冷劑出口經逆止閥連接所 述壓縮機的儲液器。優選地，上述的室外機中，所述至少兩條流路流經所述熱交換器后，合并為一條合 并流路，所述合并流路經四方閥連接所述壓縮機的儲液器。
優選地，上述的室外機中，所述至少兩條流路至少包括由上到下排列的第一流路和第二流路，所述第一流路和所述第二流路位于所述室外機的風扇軸心的上方，所述氣液 分離元件設置在所述第二流路上。優選地，上述的室外機中，所述至少兩條流路包括由上到下排列的第一流路、第 二流路、第三流路和第四流路，所述第一流路和所述第二流路位于所述室外機的風扇軸心 的上方，所述氣液分離元件設置在所述第二流路上。優選地，上述的室外機中，所述至少兩條流路中，壓力損失大于設定值的一條或多 條流路上分別設置有所述氣液分離元件。優選地，上述的室外機中，所述至少兩條流路的每條流路上都分別設置有所述氣 液分離元件。本發明的另一個方面，提供一種空調機，包括室內機和室外機，所述室外機包括 壓縮機、熱交換器和節流元件，所述室內機的室內交換器連接所述節流元件，所述節流元件 連通制冷劑分配元件，所述制冷劑分配元件通過至少兩條流路連接所述熱交換器，在所述 至少兩條流路中的至少一條流路上設置有氣液分離元件。優選地，上述的空調機中，所述氣液分離元件設置在壓力損失最大的流路上。優選地，上述的空調機中，所述氣液分離元件的氣態制冷劑出口經逆止閥連接所 述壓縮機的儲液器。本發明實施例至少存在以下技術效果1)本發明室外機的實施例中，通過對分支的流路設置氣液分離元件，而不是對總 的流路設置一個總的氣液分離元件，這樣，一方面可以有效減少氣液分離元件的體積，使氣 液分離元件可以適應現有空調機的尺寸結構來更好的布局，有效降低空調機的外形尺寸。 另一方面，通過對設置氣液分離元件的支流路的選擇，可以平衡各支流路的壓力損失，能夠 有效的解決室外熱交換器因熱平衡不佳導致的結霜現象，并能提高制冷量及能效比。2)本發明通過氣液分離器只把壓力損失大的流路內的氣液混合制冷劑中的氣態 制冷劑分離出去，以保證此流路流入蒸發器的制冷劑全部為液態，借以降低此流路的壓力 損失，提高此流路的傳熱性能，改善換熱的不平衡性，從而提高制熱系統的制熱量及能效比 提尚。而氣液分離器設置在壓力損失大的流路，是根據以下原因因為房間空氣調節器 的室外機電氣部件，送風系統，風扇電機支架及隔風板的存在，阻礙了風通過熱交換器表面 的均勻性，導致熱交換器表面的迎面風速不同，引起各流路換熱性能的不平衡，從而導致了 蒸發器內部的壓力損失的不同，傳熱性能下降，直至結霜，最終導致制熱系統的制熱量及能 效比下降。3)本發明突破現有技術中裝入氣液分離器，必須大幅增大房間空調器尺寸的限 制，實現了在不增大現有房間空調器尺寸的前提下，裝入氣液分離器，提高房間空調器的性 能，有效的控制了成本增加。
圖1是制冷系統的一般循環過程的壓-焓圖(lgP-h圖)；圖2顯示了一種現有的房間空調器室外機的結構示意圖3顯示了圖2去除送風系統后的結構示意圖；圖4是本發明第一實施例的房間空氣調節器的制冷系統圖；
圖5是本發明第二實施例的房間空氣調節器的制冷系統圖；圖6是本發明第三實施例的房間空氣調節器的制冷系統圖；圖7是本發明第四實施例的房間空氣調節器的制冷系統圖；圖8是本發明第一實施例的房間空調器的室外機結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對具體實 施例進行詳細描述。本發明實施例提供了一種空調機及其室外機，室外機包括壓縮機、熱交換器和節 流元件，所述節流元件連通制冷劑分配元件，所述制冷劑分配元件通過至少兩條流路連接 所述熱交換器，在所述至少兩條流路中的至少一條流路上設置有氣液分離元件。本發明室外機的實施例中，通過對分支的流路設置氣液分離元件，而不是對總的 流路設置一個總的氣液分離元件，這樣，一方面可以有效減少氣液分離元件的體積，使氣液 分離元件可以適應現有空調機的尺寸結構來更好的布局，有效降低空調機的外形尺寸，減 低成本。另一方面，通過對設置氣液分離元件的支流路的選擇，可以平衡各支流路的壓力損 失，能夠有效的解決室外熱交換器因熱平衡不佳導致的結霜現象，并能提高制冷量及能效 比。其中，所述氣液分離元件設置在壓力損失最大的流路上，壓力損失最大的流路可 以通過實際測量獲得，也可以通過經驗獲得，本發明實施例中，可選擇按照從上到下的順序 的第二個流路來設置氣液分離元件，這是因為考慮到重力因素，上面的流路壓損較大，而第 一個流路因為靠近室外機頂部的電器部件而不宜選擇。另外，所述氣液分離元件的氣態制冷劑出口，可以設置逆止閥，以便在制冷的時候 不用再用人工改變流路的設置。氣液分離元件可以設置多個，例如，對壓力損失大于設定值的多條流路上都分別 設置氣液分離元件，當然，還可以對所有流路上都分別設置氣液分離元件。以下結合室內機和室外機，對整個空調機進行更為詳細的說明。圖4是本發明第一實施例的房間空氣調節器的制冷系統圖，如圖4所示，其包括壓 縮機11，室內熱交換器13，節流元件14，室外熱交換器15，氣液分離器16及流路等。空調 器在制熱模式運轉時，在制冷劑經制冷劑分配器19分成多個流路111、112、113、114之后， 在制冷劑壓力損失較大的流路112上設置一小型氣液分離器16，此氣液分離器16的進口與 流路112相連通，氣液分離器16的液態制冷劑出口與流路115相連通，氣液分離器16的氣 態制冷劑出口與旁通流路116相連通，并經逆止閥17與壓縮機儲液器12相連通。空調器在制熱模式下運轉時，經壓縮機11壓縮成為高溫高壓的氣態制冷劑，通過 四方閥18后進入室內熱交換器13冷凝成為高壓液態制冷劑，此種狀態的制冷劑進入節流 元件14后成為低溫低壓氣液混合的制冷劑，經流路110及制冷劑經制冷劑分配器19分成 多個流路111、112、113、114之后，流路112的低溫低壓氣液混合制冷劑進入氣液分離器16 分離，分離出的氣態制冷劑通過旁通流路116，并經逆止閥17送回到壓縮機儲液器12 ；從氣液分離器16分離出的液態制冷劑則通過流路115進入室外熱交換器15蒸發吸熱成為氣態制冷劑。流路111、113、114的低溫低壓氣液混合的制冷劑進入室外熱交換器15吸熱蒸發 成為氣態制冷劑，并與流路115出來的氣態制冷劑合流后，經四方閥18送回到壓縮機儲液 器12，再送入壓縮機11進行壓縮。至此，完成一個循環。由此可知，氣液分離器16只對流 經室外熱交換器15中的一部分制冷劑進行氣態與液態的分離，以減小氣液分離器16體積， 降低了氣液分離器16的成本，并且有利于減小房間空氣調節器的室外機尺寸。氣液分離器 16分離流經室外熱交換器15中的一部分制冷劑的氣態與液態制冷劑的原因在于此部分制 冷劑所在的流路壓力損失比較大，導致整個室外熱交換器流路平衡被破壞，降低了室外熱 交換器的性能，易導致室外熱交換器15結霜。圖5是本發明第二實施例所采用的房間空氣調節器的制冷系統圖；空調器在制熱 模式運轉時，在制冷劑經制冷劑分配器19分成多個流路之后，在制冷劑壓力損失較大的流 路112上設置一小型氣液分離器16，此氣液分離器16的進口與流路112相連通，氣液分離 器16的液態制冷劑出口與流路115相連通，氣液分離器16的氣態制冷劑出口與旁通流路 116相連通。由此可知，氣液分離器16只對流經室外熱交換器中的一部分制冷劑進行氣態 與液態的分離，以減小氣液分離器16體積，降低了氣液分離器16的成本，并且有利于減小 房間空氣調節器的室外機尺寸。氣液分離器16分離流經室外熱交換器中的一部分制冷劑 的氣態與液態制冷劑的原因在于此部分制冷劑所在的流路壓力損失比較大，導致整個室 外熱交換器流路平衡被破壞，降低了室外熱交換器的性能，易導致室外熱交換器結霜。圖6是本發明第三實施例所采用的房間空氣調節器的制冷系統圖；空調器在制熱 模式運轉時，在制冷劑經制冷劑分配器19分成多個流路之后，在制冷劑壓力損失較大的流 路112上設置一小型氣液分離器16，此氣液分離器16的進口與流路112相連通，氣液分離 器16的液態制冷劑出口與流路115相連通，氣液分離器16的氣態制冷劑出口與旁通流路 116相連通。由此可知，氣液分離器16只對流經室外熱交換器中的一部分制冷劑進行氣態 與液態的分離，以減小氣液分離器16體積，降低了氣液分離器16的成本，并且有利于減小 房間空氣調節器的室外機尺寸。氣液分離器16分離流經室外熱交換器中的一部分制冷劑 的氣態與液態制冷劑的原因在于此部分制冷劑所在的流路壓力損失比較大，導致整個室 外熱交換器流路平衡被破壞，降低了室外熱交換器的性能，易導致室外熱交換器結霜。圖7是本發明第四實施例所采用的房間空氣調節器的制冷系統圖；空調器在制熱 模式運轉時，在制冷劑經制冷劑分配器19分成多個流路之后，在制冷劑壓力損失較大的流 路112，(流路112包含兩個流路)上設置小型氣液分離器16，此氣液分離器16的進口與 流路112相連通，氣液分離器16的液態制冷劑出口與流路115相連通，氣液分離器16的氣 態制冷劑出口與旁通流路116相連通。由此可知，氣液分離器16只對流經室外熱交換器中 的一部分制冷劑進行氣態與液態的分離，以減小氣液分離器16體積，降低了氣液分離器16 的成本，并且有利于減小房間空氣調節器的室外機尺寸。氣液分離器16分離流經室外熱交 換器中的一部分制冷劑的氣態與液態制冷劑的原因在于此部分制冷劑所在的流路壓力損 失比較大，導致整個室外熱交換器流路平衡被破壞，降低了室外熱交換器的性能，易導致室 外熱交換器結霜。由以上可知，只要在室外熱交換器多流路的情況下，因為房間空氣調節器的室外 機電氣部件，送風系統，風扇電機及隔風板的存在，必然導致各流路換熱性能的不平衡。可以在制冷劑壓力損失較大的流路上設置一小型氣液分離器，借此降低此流路的壓力損失， 提高此流路的傳熱性能，改善換熱的不平衡性，從而提高制熱系統的制熱量及能效比提高。圖8是顯示了本發明第一實施例的房間空調器室外機的結構示意圖。其包括壓縮 機11，室內熱交換器13(參見圖4)，節流元件14，室外熱交換器15，氣液分離器16及流路 等。空調器在制熱模式運轉時，在制冷劑經制冷劑分配器19分成多個流路111、112、113、 114之后，在制冷劑壓力損失較大的流路112上設置一小型氣液分離器16，此氣液分離器16 的進口與流路112相連通，氣液分離器16的液態制冷劑出口與流路115相連通，氣液分離 器16的氣態制冷劑出口與旁通流路116相連通，并經逆止閥17與壓縮機儲液器12相連通。在制熱模式下空調器運轉時，經壓縮機11壓縮成為高溫高壓的氣態制冷劑，通過 四方閥18后進入室內熱交換器13冷凝成為高壓液態制冷劑，此種狀態的制冷劑進入節流 元件14后成為低溫低壓氣液混合的制冷劑，經流路110及制冷劑經制冷劑分配器19分成 多個流路111、112、113、114之后，流路112的低溫低壓氣液混合制冷劑進入氣液分離器16 分離，分離出的氣態制冷劑通過旁通流路116，并經逆止閥17送回到壓縮機儲液器12 ；從氣 液分離器16分離出的液態制冷劑則通過流路115進入室外熱交換器15蒸發吸熱成為氣態 制冷劑。流路111、113、114的低溫低壓氣液混合的制冷劑進入室外熱交換器15吸熱蒸發 成為氣態制冷劑，并與流路115出來的氣態制冷劑合流后，經四方閥18送回到壓縮機儲液 器12，再送入壓縮機11進行壓縮。至此，完成一個循環。從圖2與圖8的對比可知，在同樣的房間空調器室外機的尺寸下，裝入了氣液分離 器16，改善了換熱的不平衡性，并依此提高系統的性能。另外，本發明實施例中，按照從上到下的順序選擇第二個流路來設置氣液分離元 件，是因為制冷劑以氣液兩相狀態進入熱交換器時，因重力因素的影響，上面流路的氣態 的制冷劑所占比重較下面流路中氣態制冷劑所占比重大，而氣體是產生壓力損失的主要因 素，從而，上面流路的壓力損失比下面流路的壓力損失大。而第一個流路因為靠近室外機頂 部的電器部件，此處通過的風量與其他流路相比較小，從熱交換器帶走的熱量較小，相應地 由制冷劑蒸發吸收的熱量也較小，故此路由液態變為氣態的制冷劑量較少，從而此流路的 壓力損失較小而不宜選擇。由上可知，本發明具有如下優勢1)本發明根據房間空氣調節器的室外機電氣部件，送風系統，風扇電機支架及隔 風板的存在，阻礙了風通過熱交換器表面的均勻性，導致熱交換器表面的迎面風速不同，弓丨 起各流路換熱性能的不平衡，從而導致了蒸發器內部的壓力損失的不同，傳熱性能下降，直 至結霜，最終導致制熱系統的制熱量及能效比下降這一根本原因出發，通過氣液分離器只 把壓力損失大的流路內的氣液混合制冷劑中的氣態制冷劑分離出去，以保證此流路流入蒸 發器的制冷劑全部為液態，借以降低此流路的壓力損失，提高此流路的傳熱性能，改善換熱 的不平衡性，從而提高制熱系統的制熱量及能效比提高。2)本發明突破現有技術中裝入氣液分離器，必須大幅增大房間空調器尺寸的限 制，實現了在不增大現有房間空調器尺寸的前提下，裝入氣液分離器，提高房間空調器的性 能，有效的控制了成本增加。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍 。
權利要求
一種空調機的室外機，包括壓縮機、熱交換器和節流元件，其特征在于，所述節流元件連通制冷劑分配元件，所述制冷劑分配元件通過至少兩條流路連接所述熱交換器，在所述至少兩條流路中的至少一條流路上設置有氣液分離元件。
2.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述氣液分離元件設置在壓力損失最 大的流路上。
3.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述氣液分離元件的氣態制冷劑出口 經逆止閥連接所述壓縮機的儲液器。
4.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述至少兩條流路流經所述熱交換器 后，合并為一條合并流路，所述合并流路經四方閥連接所述壓縮機的儲液器。
5.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述至少兩條流路至少包括由上到下 排列的第一流路和第二流路，所述第一流路和所述第二流路位于所述室外機的風扇軸心的 上方，所述氣液分離元件設置在所述第二流路上。
6.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述至少兩條流路包括由上到下排列 的第一流路、第二流路、第三流路和第四流路，所述第一流路和所述第二流路位于所述室 外機的風扇軸心的上方，所述氣液分離元件設置在所述第二流路上。
7.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述至少兩條流路中，壓力損失大于設 定值的一條或多條流路上分別設置有所述氣液分離元件。
8.根據權利要求1所述的室外機，其特征在于，所述至少兩條流路的每條流路上都分 別設置有所述氣液分離元件。
9.一種空調機，包括室內機和室外機，所述室外機包括壓縮機、熱交換器和節流元 件，其特征在于，所述室內機的室內交換器連接所述節流元件，所述節流元件連通制冷劑分 配元件，所述制冷劑分配元件通過至少兩條流路連接所述熱交換器，在所述至少兩條流路 中的至少一條流路上設置有氣液分離元件。
10.根據權利要求9所述的空調機，其特征在于，所述氣液分離元件設置在壓力損失最 大的流路上。
11.根據權利要求9所述的空調機，其特征在于，所述氣液分離元件的氣態制冷劑出口 經逆止閥連接所述壓縮機的儲液器。
全文摘要
本發明提供一種空調機及其室外機，室外機包括壓縮機、熱交換器和節流元件，所述節流元件連通制冷劑分配元件，所述制冷劑分配元件通過至少兩條流路連接所述熱交換器，在所述至少兩條流路中的至少一條流路上設置有氣液分離元件。本發明能提高制冷量及能效比，解決因室外熱交換器熱平衡不佳所導致的結霜現象。
文檔編號F24F1/00GK101839523SQ20091012804
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月19日 優先權日2009年3月19日
發明者康江濤, 荒川道久, 鄒冠星, 雷敏 申請人:日立空調·家用電器株式會社